本篇文章扣丁学堂HTML5培训小编给读者们分享一下JavaScript常用基础算法,对JavaScript常用基础算法感兴趣的小伙伴就随小编来了解一下吧。
基础算法
一、排序
冒泡排序
//冒泡排序
functionbubbleSort(arr){
for(vari=1,len=arr.length;i<len-1;++i){
for(varj=0;j<=len-i;++j){
if(arr[j]>arr[j+1]){
lettemp=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=temp;
}
}
}
}
插入排序
//插入排序过程就像你拿到一副扑克牌然后对它排序一样
functioninsertionSort(arr){
varn=arr.length;
//我们认为arr[0]已经被排序,所以i从1开始
for(vari=1;i<n;i++){
//取出下一个新元素,在已排序的元素序列中从后向前扫描来与该新元素比较大小
for(varj=i-1;j>=0;j--){
if(arr[i]>=arr[j]){//若要从大到小排序,则将该行改为if(arr[i]<=arr[j])即可
//如果新元素arr[i]大于等于已排序的元素序列的arr[j],
//则将arr[i]插入到arr[j]的下一位置,保持序列从小到大的顺序
arr.splice(j+1,0,arr.splice(i,1)[0]);
//由于序列是从小到大并从后向前扫描的,所以不必再比较下标小于j的值比arr[j]小的值,退出循环
break;
}elseif(j===0){
//arr[j]比已排序序列的元素都要小,将它插入到序列最前面
arr.splice(j,0,arr.splice(i,1)[0]);
}
}
}
returnarr;
}
当目标是升序排序,最好情况是序列本来已经是升序排序,那么只需比较n-1次,时间复杂度O(n)。最坏情况是序列本来是降序排序,那么需比较n(n-1)/2次,时间复杂度O(n^2)。所以平均来说,插入排序的时间复杂度是O(n^2)。显然,次方级别的时间复杂度代表着插入排序不适合数据特别多的情况,一般来说插入排序适合小数据量的排序。
快速排序
//快速排序
functionqSort(arr){
//声明并初始化左边的数组和右边的数组
varleft=[],right=[];
//使用数组第一个元素作为基准值
varbase=arr[0];
//当数组长度只有1或者为空时,直接返回数组,不需要排序
if(arr.length<=1)returnarr;
//进行遍历
for(vari=1,len=arr.length;i<len;i++){
if(arr[i]<=base){
//如果小于基准值,push到左边的数组
left.push(arr[i]);
}else{
//如果大于基准值,push到右边的数组
right.push(arr[i]);
}
}
//递归并且合并数组元素
return[...qSort(left),...[base],...qSort(right)];//returnqSort(left).concat([base],qSort(right));
}
补充:
在这段代码中,我们可以看到,这段代码实现了通过pivot区分左右部分,然后递归的在左右部分继续取pivot排序,实现了快速排序的文本描述,也就是说该的算法实现本质是没有问题的。
虽然这种实现方式非常的易于理解。不过该实现也是有可以改进的空间,在这种实现中,我们发现在函数内定义了left/right两个数组存放临时数据。随着递归的次数增多,会定义并存放越来越多的临时数据,需要Ω(n)的额外储存空间。
因此,像很多算法介绍中,都使用了原地(in-place)分区的版本去实现快速排序,我们先介绍什么是原地分区算法。
原地(in-place)分区算法描述:
1、从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot),数组第一个元素的位置作为索引。
2、遍历数组,当数组数字小于或者等于基准值,则将索引位置上的数与该数字进行交换,同时索引+1
3、将基准值与当前索引位置进行交换
通过以上3个步骤,就将以基准值为中心,数组的左右两侧数字分别比基准值小或者大了。这个时候在递归的原地分区,就可以得到已排序后的数组。
原地分区算法实现
//交换数组元素位置
functionswap(array,i,j){
vartemp=array[i];
array[i]=array[j];
array[j]=temp;
}
functionpartition(array,left,right){
varindex=left;
varpivot=array[right];//取最后一个数字当做基准值,这样方便遍历
for(vari=left;i<right;i++){
if(array[i]<=pivot){
swap(array,index,i);
index++;
}
}
swap(array,right,index);
returnindex;
}
因为我们需要递归的多次原地分区,同时,又不想额外的地址空间所以,在实现分区算法的时候会有3个参数,分别是原数组array,需要遍历的数组起点left以及需要遍历的数组终点right
最后返回一个已经排好序的index值用于下次递归,该索引对应的值一定比索引左侧的数组元素小,比所有右侧的数组元素大。
再次基础上我们还是可以进一步的优化分区算法,我们发现<=pivot可以改为<pivot,这样可以减少一次交换。
原地分区版快速排序实现
functionquickSort(array){
functionswap(array,i,j){
vartemp=array[i];
array[i]=array[j];
array[j]=temp;
}
functionpartition(array,left,right){
varindex=left;
varpivot=array[right];//取最后一个数字当做基准值,这样方便遍历
for(vari=left;i<right;i++){
if(array[i]<pivot){
swap(array,index,i);
index++;
}
}
swap(array,right,index);
returnindex;
}
functionsort(array,left,right){
if(left>right){
return;
}
varstoreIndex=partition(array,left,right);
sort(array,left,storeIndex-1);
sort(array,storeIndex+1,right);
}
sort(array,0,array.length-1);
returnarray;
}
二、字符串
1、回文字符串
//判断回文字符串
functionpalindrome(str){
varreg=/[\W\_]/g;
varstr0=str.toLowerCase().replace(reg,"");
varstr1=str0.split("").reverse().join("");
returnstr0===str1;
}
2、翻转字符串
functionreverseString(str){
returnstr.split("").reverse().join("");
}
3、字符串中出现最多次数的字符
functionfindMaxDuplicateChar(str){
varcnt={},//用来记录所有的字符的出现频次
c='';//用来记录最大频次的字符
for(vari=0;i<str.length;i++){
varci=str[i];
if(!cnt[ci]){
cnt[ci]=1;
}else{
cnt[ci]++;
}
if(c==''||cnt[ci]>cnt[c]){
c=ci;
}
}
console.log(cnt)
returnc;
}
三、数组
数组去重
//数组去重
functionuniqueArray(arr){
vartemp=[];
for(vari=0;i<arr.length;i++){
if(temp.indexOf(arr[i])==-1){
temp.push(arr[i]);
}
}
returntemp;
//or
returnArray.from(newSet(arr));
}
四、查找
二分查找
//二分查找
functionbinary_search(arr,l,r,v){
if(l>r){
return-1;
}
varm=parseInt((l+r)/2);
if(arr[m]==v){
returnm;
}elseif(arr[m]<v){
returnbinary_search(arr,m+1,r,v);
}else{
returnbinary_search(arr,l,m-1,v);
}
}
将二分查找运用到之前的插入排序中,形成二分插入排序,据说可以提高效率。但我测试的时候也许是数据量太少,并没有发现太明显的差距。。大家可以自己试验一下~(譬如在函数调用开始和结束使用console.time('插入排序耗时')和console.timeEnd('插入排序耗时'))
五、树的搜索/遍历
1、深度优先搜索
//深搜非递归实现
functiondfs(node){
varnodeList=[];
if(node){
varstack=[];
stack.push(node);
while(stack.length!=0){
varitem=stack.pop();
nodeList.push(item);
varchildren=item.children;
for(vari=children.length-1;i>=0;i--){
stack.push(children[i]);
}
}
}
returnnodeList;
}
//深搜递归实现
functiondfs(node,nodeList){
if(node){
nodeList.push(node);
varchildren=node.children;
for(vari=0;i<children.length;i++){
dfs(children[i],nodeList);
}
}
returnnodeList;
}
2、广度优先搜索
//广搜非递归实现
functionbfs(node){
varnodeList=[];
if(node!=null){
varqueue=[];
queue.unshift(node);
while(queue.length!=0){
varitem=queue.shift();
nodeList.push(item);
varchildren=item.children;
for(vari=0;i<children.length;i++)
queue.push(children[i]);
}
}
returnnodeList;
}
//广搜递归实现
vari=0;//自增标识符
functionbfs(node,nodeList){
if(node){
nodeList.push(node);
if(nodeList.length>1){
bfs(node.nextElementSibling,nodeList);//搜索当前元素的下一个兄弟元素
}
node=nodeList[i++];
bfs(node.firstElementChild,nodeList);//该层元素节点遍历完了,去找下一层的节点遍历
}
returnnodeList;
}
高阶函数衍生算法
1、filter去重
filter也是一个常用的操作,它用于把Array的某些元素过滤掉,然后返回剩下的元素。也可以这么理解,filter的回调函数把Array的每个元素都处理一遍,处理结果返回false则过滤结果去除该元素,true则留下来
用filter()这个高阶函数,关键在于正确实现一个“筛选”函数。
其实这个筛选函数有多个参数,filter(function(element,index,self),演示一个使用filter去重,像这样:
varr,
arr=['apple','strawberry','banana','pear','apple','orange','orange','strawberry'];
r=arr.filter(function(element,index,self){
returnself.indexOf(element)===index;
//拿到元素,判断他在数组里第一次出现的位置,是不是和当前位置一样,一样的话返回true,不一样说明重复了,返回false。
});
2、sort排序算法
排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序,排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字,我们可以直接比较,但如果是字符串或者两个对象呢?直接比较数学上的大小是没有意义的,因此,比较的过程必须通过函数抽象出来。通常规定,对于两个元素x和y,如果认为x<y,则返回-1,如果认为x==y,则返回0,如果认为x>y,则返回1,这样,排序算法就不用关心具体的比较过程,而是根据比较结果直接排序。
值得注意的例子
//看上去正常的结果:
['Google','Apple','Microsoft'].sort();//['Apple','Google','Microsoft'];
//apple排在了最后:
['Google','apple','Microsoft'].sort();//['Google','Microsoft",'apple']
//无法理解的结果:
[10,20,1,2].sort();//[1,10,2,20]
解释原因
第二个排序把apple排在了最后,是因为字符串根据ASCII码进行排序,而小写字母a的ASCII码在大写字母之后。
第三个排序结果,简单的数字排序都能错。
这是因为Array的sort()方法默认把所有元素先转换为String再排序,结果’10’排在了’2’的前面,因为字符’1’比字符’2’的ASCII码小。
因此我们把结合这个原理:
vararr=[10,20,1,2];
arr.sort(function(x,y){
if(x<y){
return-1;
}
if(x>y){
return1;
}
return0;
});
console.log(arr);//[1,2,10,20]
上面的代码解读一下:传入x,y,如果x<y,返回-1,x与前面排,如果x>y,返回-1,x后面排,如果x=y,无所谓谁拍谁前面。
还有一个,sort()方法会直接对Array进行修改,它返回的结果仍是当前Array,一个栗子:
vara1=['B','A','C'];
vara2=a1.sort();
a1;//['A','B','C']
a2;//['A','B','C']
a1===a2;//true,a1和a2是同一对象
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